劉細鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：受到市場經(jīng)濟的影響，相應(yīng)地增加電力的需求，無疑提高對電力行業(yè)運行的要求。為此，本文對于電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用從預警及故障檢測、遙控及遙調(diào)操作兩個方面探究。此外，對于電力監(jiān)控系統(tǒng)的運行，可從系統(tǒng)運行布局、系統(tǒng)監(jiān)控失控后事故處理預案兩個方面探究，為電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到促進作用。
關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng);應(yīng)用;運行
社會經(jīng)濟發(fā)展速度不斷提高的今天，推動了科技的發(fā)展，社會各領(lǐng)域不斷提高對電力系統(tǒng)可靠方面的要求。近年來，信息技術(shù)快速發(fā)展，電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與研發(fā)變得越來越活躍。同時，生產(chǎn)經(jīng)營條件逐步變得規(guī)模化，社會對電力的需求不斷提高，不斷提高對電力的需求，相應(yīng)地人們也越來越關(guān)注其有效問題。因此，技術(shù)人員很有必要探討電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用及運行，促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能
目前，電力監(jiān)控中心廣泛應(yīng)用了電力監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)的模塊功能較多，功能點較多。第一，因為采用了終端服務(wù)器，因此可以在前置通信子系統(tǒng)中接入RTU，且可以擇優(yōu)切換通信通道。第二，應(yīng)用了多媒體技術(shù)，讓系統(tǒng)具有優(yōu)良的人機界面。第三，輔助功能比較強大，比如，可以自動生成、計算與制作報表，還可以將其打印下來，具有快捷與方便的特點[2]。第四，為網(wǎng)絡(luò)拓撲、外網(wǎng)估計、負荷預測等多各高層應(yīng)用功能為一體。第五，具有遠程啟動應(yīng)用模塊、診斷與維護的功能。
電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用
2.1預警及故障檢測
應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)時可以監(jiān)控變電站的電氣設(shè)備運行的狀況、位置與參數(shù)。同時，還可以對變電站運行的跳閘與合閘操作與變化的運行方式產(chǎn)生道閘操作之類的主要步驟進行有效的監(jiān)控。一旦變電站發(fā)生故障，系統(tǒng)就會給出相應(yīng)的提示與告警，借助不同顏色對不同性質(zhì)的告警信息進行表達。比如，可通過紅色表示閃動分合閘的開關(guān)警示。電力監(jiān)控系統(tǒng)可通過不同的語音辨別故障與故障發(fā)生的等級[3]。電力監(jiān)控系統(tǒng)可自動將畫面跳轉(zhuǎn)到報警的發(fā)生地，對自動上傳報警的時間、位置與內(nèi)容進行上傳，之后在數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)入故障與事故信息，生成記錄文件，便于其他工作人員分析與查閱。
2.2遙控及遙調(diào)操作
應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的在于遙控與遙調(diào)變電站。應(yīng)用的過程中可選擇220kV變電站，先選擇遙控菜單，截面彈出“遙控"對話框之后再選擇組名；操作人員與監(jiān)控中心完成刀閘與重合閘軟壓板方面的操作口令與開關(guān)編號，之后按回車鍵，操作狀態(tài)可在點擊回車后激活，遠程操作的實現(xiàn)可以通過遙控預制與執(zhí)行的方法進行。遙調(diào)操作時首先要選擇主變，之后通過點擊右鍵菜單中的“調(diào)壓操作"，系統(tǒng)操作步驟與遙控有很大的聯(lián)系。對于遙調(diào)與遙控操作，為了提高其安全證，必須在操作監(jiān)控機時保證有一名操作員與一名監(jiān)控員。
電力監(jiān)控系統(tǒng)運行
3.1系統(tǒng)運行布局
本文以35kV變電站為例，通過分層分布式結(jié)構(gòu)，采用三個不同層級的控制方式，即調(diào)度、現(xiàn)場設(shè)備與就地監(jiān)控，將調(diào)度層與電力調(diào)度中心二者連接，同時還將就地監(jiān)控層與變電所監(jiān)控中心連接、現(xiàn)場設(shè)備與各監(jiān)控設(shè)備與各類電力儀表連接。其中，現(xiàn)場的設(shè)備層主要針對的變電站的測量與系統(tǒng)監(jiān)控范疇，也就是電容器柜、變壓器、高壓柜等而言，建立現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，在各設(shè)備開關(guān)完成控制保護單元的分別設(shè)置，確保所有的報警、測量與控制信號均可以在單元內(nèi)被處理為數(shù)據(jù)信號，在前置處理機上傳入數(shù)據(jù)信號[4]。一旦發(fā)現(xiàn)本地單元發(fā)生故障，可以起到檢測保護本柜的作用，還可以在開關(guān)柜面板上反映監(jiān)測到的信息。
控制層這一集群網(wǎng)絡(luò)將保護、測量、控制等為一體打造的集群網(wǎng)絡(luò)，可發(fā)揮計算機數(shù)字通訊的優(yōu)勢，借助信息化產(chǎn)品保護、控制變電站，從而組合功能性，構(gòu)建模塊化、網(wǎng)絡(luò)化與標準化的功能系統(tǒng)。上層則主要使用三臺具有監(jiān)控軟件的計算及設(shè)備實時采集信息，具有良好的分析故障、遙控、報警、負荷分析、自動控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方面的功能。而通過對電力監(jiān)控系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)進行建立可以提高信息交流的互通水平，完成系統(tǒng)遠程維護與遠程診斷工作，這也是推動變電所數(shù)據(jù)信息一體化方向發(fā)展相當關(guān)鍵的一環(huán)。調(diào)度層包含的內(nèi)容較多，如工程師站、操作員、電力模擬顯示柜、以太交換機柜，這個過程中調(diào)度工作的實現(xiàn)主要通過計算軟件與網(wǎng)絡(luò)進行。設(shè)計畫面時人機界面主要為主接線圖與功能畫面，豐富了畫面內(nèi)容，處理的過程中發(fā)揮計算機平臺的作用，在各類應(yīng)用設(shè)備商分發(fā)信號，為系統(tǒng)的同步起到促進作用。電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可以對控制保護單元提供的時標數(shù)據(jù)進行保護，便于調(diào)度中心以具體情況為切入點輸入信號，完成報表的編制，推動電力監(jiān)控系統(tǒng)的升級。
3.2系統(tǒng)監(jiān)控失控后事故處理預案
通過分析電力監(jiān)控系統(tǒng)運行的情況可知，容易出現(xiàn)失控的問題，比如，系統(tǒng)發(fā)生故障、斷電，需要建立并健全該系統(tǒng)時空時處理事故的預案[5]。若因為事故出現(xiàn)此類問題，監(jiān)控人員應(yīng)立即給各級調(diào)度人員匯報故障現(xiàn)象，及時通知各操作員，在就地調(diào)度后告知自動化科室的值班人員，便與其可以實時判斷操作站與監(jiān)控中心的監(jiān)控系統(tǒng)。
對于因斷電情況發(fā)生時空的，很有必要檢查叛變電源工作的指示情況，明確直流回路是否發(fā)生故障。值班人員應(yīng)在查明原因后及時隔離故障，及時恢復各監(jiān)控中心的主站工控機電源，之后由各操作站終端移交監(jiān)控。
安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型
4.1概述
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系
統(tǒng)是應(yīng)用電力自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站，可實現(xiàn)對變電站方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的保障。
4.2應(yīng)用場所
辦公建筑（商務(wù)辦公、國家機關(guān)辦公建筑等）
商業(yè)建筑（商場、金融機構(gòu)建筑等）
旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）
科教文衛(wèi)建筑（文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑）
通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等）
交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）
廠礦企業(yè)建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）
新能源建筑（光伏發(fā)電、風能發(fā)電等）
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層，組網(wǎng)方式可為標準網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。
4.4設(shè)備選型
應(yīng)用場合 | 型號 | 保護功能 |
35kV進/饋線 | AM6-F | 三段式（帶方向、復合龜壓閉鎖）過流保護、小電 流接地選型保護、三相一次重合閘、低頻減載 |
35kV± 變 （2000kVA以上） | AM6-D2 | 兩8B變/三圏變差動速斷保護、比例制動差動保護 |
AM6-D3 |
AM6-T | 變壓器后備保護測控、配用變壓器保護 |
AM6-FD | 變壓樓非電量保護（獨立）、獨立的操作回路 |
35kV電機 （2000kW以上） | AM6-MD | 電機差動保護、電機綜合保護 |
35kV PT監(jiān)測 | AM6-U | PT監(jiān)測 |
35kVr用變 | AM6-TR | 三段式過流、過負荷保護、變壓器非電量保護 |
10kV/6kV進饋線 | AM5-F | 三段式過流/零序過流、過負荷保護（告警/跳閘）、 PT斷線告警、三相一次重合閘、低頻減栽、后加速過流、逆功率保護 |
10kV/6kV廠用變 | AM5-T | 三段式過流/零序過流、過負荷保護（吿警償閘）、 控故障告警、PT斷線告警、非電參量保護 |
10kV/6kV異步電機 | AM5-M | 兩段式過流/零序過流/負序過流保護、過負荷保護 （告警演制）、低電壓保護、PT斷線告警、堵轉(zhuǎn)例護、啟動超時、熱過載保護 |
10kV/6kV電容器 | AM5-C | 兩段式過流/零序過流保護、過負荷保護（告警演閘）、PT斷線告警、過電壓/欠電壓跳閘、不平衡電壓/電流保護； |
10kV/6kV 母聯(lián) | AM5-B | 進線備投/母聯(lián)備投、兩段式過流保護、PT斷線告警； |
10KV/6RV PT 監(jiān)測 | AM5-U | 低電壓警吿、PT斷線吿警、過龜壓吿警、零序過壓吿警； |
10kV/6kV PT | AM5-BL | 單母線分段系統(tǒng)的PT二次并列/解列控制 |
| 進/饋線 | AM5SE-F | 三段式過流保護（帶方向、帶低壓閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、三相一次 重合閘、低頻減載、失壓保護、逆功率保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波、全電參量 測量、獨立操作回路 |
35kV |
| AM5SE-D2 | 兩圈變差動速斷保護、比例制動差動保護 |
變電站 | 35kV主變 | AM5SE-TB | 三段式過流保護（帶復合電壓、帶方向閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、間隙 零序電流保護、零序電壓保護、過負荷保護、啟動通風、閉鎖有載調(diào)壓、斷路器遙控分 合閘、故障錄波、全電量測量、獨立操作回路 |
| PT監(jiān)測并列 | AM5SE-UB | PT并列、低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警 |
| 進/饋線 | AM5-F | 三段式過流保護（帶方向、帶低壓閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、三相一次 重合閘、低頻減載、失壓保護、逆功率保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 |
| 廠用變 | AM5-T | 三段式過流保護（帶復合電壓閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、過負荷保護、 變壓器非電量保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 |
| 大功率異步電 機（2000kW 以上） | AM5SE-MD | 電機差動速斷保護、比例差動保護、啟動中過流一段保護、已運行定時限過流保護、過 負荷保護、零序過流保護、過熱保護、堵轉(zhuǎn)保護、低電壓保護、斷路器遙控分合閘、獨 立操作回路、故障錄波、全電量測量 |
10(6)kV 開閉所 | 異步電機 | AM5-M | 啟動中過流一段保護、已運行兩段式過流保護、反時限過流保護、過負荷保護、零序過 流保護、啟動時間過長、堵轉(zhuǎn)保護、過熱保護、相序保護、低電壓保護、斷路器遙控分 合閘、故障錄波 |
| 電容器 | AM5-C | 兩段式過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、不平衡 電壓/電流保護、非電量保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 |
| 母聯(lián) | AM5-B | 兩段式過流保護、反時限過流保護、后加速過流保護、進線備自投、母聯(lián)備自投、斷路 器遙控分合閘、故障錄波 |
| PT監(jiān)測 | AM5-U | 低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警 |
| PT并列 | AM5-BL | 不同母線段上PT二次信號的并列/解列控制 |
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應(yīng)用場合
型號
保護功能
系統(tǒng)解決方案
10kV
分配電所
進饋線/廠用變
PT監(jiān)測
AM4-I
AM4-U
三段式定時限過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、零序過壓保護、非電量保
護、低電壓保護、過電壓保護、過負荷保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波
低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警
3 ~ 35kV 智能操裝置 | ASD200 | 一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度 控制及顯示（帶強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應(yīng)、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內(nèi)照明控制、斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計、RS485通信 |
3 ~ 35kV 智能操控裝置 | ASD300 | 一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度 控制及顯示（帶強制加熱）、遠方僦地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應(yīng)、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內(nèi)照明控制、斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計、全電參量測量、柜內(nèi)電氣接點無線測溫、RS485通信 |
3 ~ 35kV 智能操控無線 測溫一體化裝置 | ASD320 | 一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度 控制及顯示（帶強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應(yīng)、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內(nèi)照明控制、斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計、柜內(nèi)電氣接點無線測溫、RS485通信 |
0.4kV-35kV 斷路器觸頭、銅排、 電纜接頭無線測溫傳感器 | ATE100 ATE200 | 表帶式固定，電池供電，電池壽命不小于5年，測溫范圍-40^-125^,采集周期25s,發(fā)射周期4min,測量精度±2P,傳輸距離空曠10米 |
ATE300 | 扎帶捆綁固定，CT感應(yīng)取電，啟動電流5A,測溫范圍采集周期15s, 發(fā)射周期15s,測量精度±2P,傳輸距萬空曠100米 |
3 ~ 35kV 無線測溫收發(fā)器 | ATC200 | 導軌式/螺絲固定，工作電源DC24V,可接收12個ATE200 （ ATE100 ）數(shù)據(jù)，帶RS485 通信接口可將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心 |
無線測溫收發(fā)器 | ATC400 | 導軌式/螺絲固定，工作電源DC24V,可接收240個ATE300數(shù)據(jù)，帶RS485通信接 口可將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心 |
無線測溫裝置 | ARTM-Pn | 嵌入式安裝，工作電源AC/DC 1100/220V,可與ATE100. ATE200、ATE30。配合 使用，安裝在高壓柜、低壓柜內(nèi)測量多18點溫度；兩路無源溫度告警輸出；一路 RS485通信接口可將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心 |
無線測溫集中釆集觸摸屏 | ARTM-7062HT-（HI) | 嵌入式安裝，工作電源DC 24V,可與ATE100、ATE200. ATE300傳感器配合使用 ,安裝在高壓柜、低壓柜內(nèi)測量多240點溫度；一路RS485通信接口可將數(shù)據(jù)上 傳到監(jiān)控中心 |
電參量測量 | AEM96 | 三相所有電力參數(shù)測量、電壓和電流的相角、四象限電能計量、復費率、大需量、歷史電能統(tǒng)計、開關(guān)量事件記錄、歷史記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關(guān)量、報警輸RS485 （MODBUS 或 DL/T645-2007協(xié)議）量測量 |
電力監(jiān)控系統(tǒng) | Acrel-2000Z | 可建立配電網(wǎng)絡(luò)一次系統(tǒng)圖，模擬配電網(wǎng)絡(luò)運行，實現(xiàn)無人值班模式；根據(jù)順序 事件記錄、波形記錄、故障錄波，協(xié)助運維人員實現(xiàn)快速故障分析、定位和排除 問題，盡量縮短停電時間；實時采集各回路、設(shè)備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動等參數(shù)，對配電系統(tǒng)和用電設(shè)備進行用能分析和能效管理。 |
5.結(jié)束語
為了促進電力穩(wěn)定與安全運行，很有必要合理應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)。然而，操作運行期間技術(shù)人員必須提高對電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用與運行的重視，因為其可以實時監(jiān)控變電站，節(jié)約人力物力，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。這就要求技術(shù)人員加大力度探究電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用及運行相關(guān)問題，給電力企業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)良的條件。可以預見，未來應(yīng)用與研發(fā)電力監(jiān)控系統(tǒng)時對智能化與自動化的重視度不斷提高，且電力系統(tǒng)的改革具有很大的發(fā)展空間，具有較高的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
參考文獻
林鵬.分析電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用及運行研究.
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安科瑞電力監(jiān)控與保護類產(chǎn)品選型手冊,2021.01.
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作者簡介：
劉細鳳，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事微機保護測控裝置和電力監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。
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